Tensões tectônicas e residuais

As tensões podem resultar em juntas, ou fraturas, que são geneticamente classificadas de acordo com suas causas fundamentais:

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! Tensões tectônicas: fraturamento singenético com a atividade tectônica; !

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! Tensões residuais: fraturamento tardio devido a eventos que ocorreram bem antes de sua propagação;

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! Contração por eventos alternados de congelamento e degelo; !

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! Movimentos mássicos de superfície.

6.7.1.1 Tensões Tectônicas

A diferenciação entre tensões tectônicas ativas e remanescentes, através da observação das estruturas geológicas, geralmente é difícil. O estado de tensões atual de uma determinada área pode não ser relacionada às estruturas geológicas que vemos hoje. É comum que tenha mudado durante eventos tectônicos passados, resultando em dobras e falhas. Assim, tratando de explicar os eventos tectônicos da área estudada, uma hipótese seria que as rochas foram submetidas a um sistema de esforços cuja direção principal de deformação na direção ENE-WSW foi suficiente para provocar estes falhamentos e fraturas, e que tais esforços provavelmente foram influenciados pelos movimentos que causaram o Lineamento Pernambuco.

Segundo Zoback et al. (1989), há dois grupos de forças que são identificadas

como responsáveis pelas tensões tectônicas de acordo com a escala de atuação: as principais, cujas forças atuam nos limites da placas litosféricas; e as locais. A Figura

23 apresenta um esboço da escala de atuação das forças tectônicas, cujos eventos estão numerados e agrupados na Tabela 07.

Tabela 07: Relação de Forças Tectônicas e sua Atuação

Forças Tectônicas Atuação 1. Tensão de cisalhamento de base da litosfera;

Escala Principal 2. Grandes placas arrancadas das zonas de subducção; 3. Cordilheiras impelidas de cadeias oceânicas;

4. Sobreposição de placas na sucção de fossas; 5. Encurvamento devido a cargas superficiais;

Escala Local 6. Compressão isostática;

7. Flexão de litosfera oceânica.

Figura 23: Apresenta um esboço da escala de atuação das forças tectônicas, cujos eventos estão numerados e agrupados na Tabela 07 (Zoback et al., 1989).

6.7.1.2 Tensões residuais

São tensões auto-equilibrantes que permanecem numa estrutura mesmo se as forças e momentos externos forem removidos (Voight, 1966). Aparentemente essas tensões estão relacionadas com um sistema de balanceamento (não necessariamente nulo) entre forças de tração e compressão, sendo encontradas em domínio desde micro (grãos e cristais) até macro-escala.

Hyett et al. (1986) sugerem três características fundamentais para a geração de tensão residual na rocha:

1. variação de nível de energia (tensão ou topografia);

2. heterogeneidade causada por diferentes partes constituintes do material; 3. compatibilidade (pelo menos parcial) de partes constituintes.

As tensões residuais podem permanecer no maciço que esteve sujeito a elevadas tensões, quer as condições ainda ocorram, ou não.

Mesmo que o maciço tenda a relaxar, quando a carga é reduzida (devido à erosão ou soerguimento), ou ocorrendo variações de temperatura (devido ao resfriamento), são criadas restrições pelo entrelaçamento da trama da própria rocha.

Se a tensão residual aumenta, o volume de rocha diminui em toda escala de observação. Esta tendência é atribuída ao fato de que, como o volume aumenta, torna-se mais comum se encontrar descontinuidades que não permitam a transmissão das tensões residuais (Hyett et al., 1986).

As tensões residuais são estimuladas pelo desmonte inadequado de blocos, não considerando o volume de partição natural e não determinando apropriadamente a máxima liberação das tensões de confinamento (Melo, 1998).

As tensões residuais (Fotografias 62, 63, e 64), podem resultar em dois tipos genéticos de juntas, devido a:

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! tensões tectônicas que não foram completamente aliviadas; !

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! tensões de rochas consolidadas em grandes profundidades e que gradualmente se aproximam da superfície, devido á erosão. Assim, quando a rocha aflora a componente vertical é imediatamente anulada, visto que apenas o ar atmosférico é a barreira existente, mas os esforços laterais permanecem e podem cada vez mais se pronunciar sob a forma de erosão.

Principalmente sobre exposições de corpos graníticos (nas pedreiras) pode ocorrer o fenômeno de desplacamento (sheeting), como forma de ruptura similar às juntas, devido ao alívio de cargas suprajacentes, produzido pelo o efeito da erosão ou pela retirada dos blocos de rocha, não estando relacionado com o processo de flexão ou outra feição estrutural primária.

Os planos de desplacamento são um tanto curvos e sub-paralelos ou paralelos à superfície topográfica. As fraturas resultantes são pouco espaçadas, quando próximo da superfície, mas com o aumento da profundidade tendem a desaparecer em alguns metros. Igualmente, se observa em forma geral que o desplacamento corta xenólitos, foliação e pegmatitos tardios.

Porém, em superfície e em grandes profundidades, existem planos de fraqueza não visíveis (microfraturas), paralelos ao plano de desplacamento, que podem ser utilizados na fase de explotação.

Fotografia 62: Frente de lavra da Mineração Ferreira Costa, na qual são observados fraturamentos subhorizontais e subverticais provocados por liberação de tensões de alívio no maciço rochoso, após extração dos blocos. Próximo aos fraturamentos regionais, geralmente não ocorrem estas fraturas, pois as rochas já liberaram as tensões de alívio anteriormente. Também se observa algumas porções onde predomina o mesossoma máfico, inviabilizando o uso comercial destes blocos.

Tensões horizontais elevadas, podem ser usualmente inferidas a partir de observações de campo e em sondagens. No campo, estas tensões podem se manifestar sob diferentes feições estruturais (predominância de falhas de empurrão, existência de falhas e dobras nas estruturas próximas à superfície e nas praças de minas a céu aberto. Na área estudada, é possível o aumento nas tensões horizontais e residuais regionais, devido ao efeito dos bandamentos e dobramentos da foliação (D2 e D3), presentes de forma mais intensamente marcada nos migmatitos/paragnaisses (metatexitos), gerando dobras isoclinais entre outras.

Nos ortognaisses/migmatitos (diatexitos), estes dobramentos têm menores dimensões e existem apenas nas porções metamórficas preservadas. A fase D3 está aparentemente acompanhada por fraturas de alívio preenchidas por diques pegmatíticos e aplíticos (com direção preferencial NE-SW).

Fotografia 63: Frente de lavra da Mineração Ferreira Costa, na qual são observados fraturamentos subhorizontais e subverticais provocados por liberação de tensões de alívio no maciço rochoso. Possivelmente os sistemas de extração aplicados não são os mais adequados, faltando um estudo geológico e de tensões locais e regionais mais acurado.

A influência do estado de tensões do maciço, está em função da quantidade de energia por elas acumulada, em geral, pode apresentar trincas e fissuras do material, como resultado do alivio dessas tensões, propiciado pela lavra (Fotografias 62, 63, e 64). A magnitude dessas tensões no maciço tem influenciado seu sistema produtivo, levando em alguns casos a redução significativa na recuperação da lavra, ao mesmo tempo em que se compromete a sanidade do bloco de rocha produzido.

Atualmente têm sido realizados esforços para desenvolver e aperfeiçoar as técnicas de extração. As tecnologias avançadas de corte têm se mostrados eficientes na elevação da recuperação e na melhor preservação da integridade física da rocha durante o processo de isolamento dos blocos, uma vez que existe a eliminação quase total do uso do explosivo.

Fotografia 64: Exemplo de rocha contra-indicada para a extração de blocos para uso como rocha ornamental: intenso fraturamento, bastante percolada por veios pegmatíticos. Trata-se de um granito cinza com porções reliquiares de metatexito. Foi explorada e depois abandonada (afloramento 33, no Sítio Cachoeira). É importante definir ao máximo, a presença e distribuição espacial das descontinuidades (falhas, veios, fraturas de resfriamento, fraturas tectônicas, juntas de estratificação, etc.), bem como os defeitos da rocha (anomalias e diferenciações de composição, presenças de elementos de alteração, porosidade, microfraturamentos dos cristais, entre outros), capazes de influenciar diretamente na comercialização do material em questão.